Исследование взаимодействия ионов с внутренними мишенями в ускорителях и разработка методов и устройств для невозмущающей диагностики пучков

• Автор: Артемов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 284 с.

ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Лаборатория высоких энергий
УДК 539.17:621.384.63 На правах рукописи
АРТЕМОВ Александр
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
МИШЕНЯМИ В УСКОРИТЕЛЯХ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ НЕВОЗМУЩАЮЩЕЙ ДИАГНОСТИКИ
ПУЧКОВ
Специальность: 01.04.01 - техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой стенени доктора физико-математических наук
Дубна, 1997 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ИЗУЧЕНИЕ РОЖДЕНИЯ БЫСТРЫХ АТОМОВ Н° И ЭЛЕКТРОНОВ ПРИ ОБДИРКЕ ИОНОВ Н~ НА ВНУТРЕННИХ КОРПУСКУЛЯРНЫХ И ФОТОННЫХ МИШЕНЯХ
1.1. Численное изучение влияния ленточной геометрии эксперимента на измерение угловых распределений частиц
1.2. Измерение максимальной точности соответствия угловых распределений ионов Н~ и атомов Н° в пучке с использованием газовых внутренних мишеней
1.3. Исследование влияния поляризации и мощности фотонной мишени на околопороговый развал ионов Н~
1.4. Взаимодействие ионов Н~ с фольговыми мишенями перезарядного устройства канала транспортировки пучка
1.5. Максимальные точности соответствия угловых и энергетических распределений ионов Н~, атомов Н° и электронов в нучке
для различных внутренних мишеней
Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ НЕВОЗМУЩАЮЩЕЙ ДИАГНОСТИКИ ПУЧКОВ ИОНОВ И НЕЙТРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ПО ЭЛЕКТРОНАМ ФОТООБДИРКИ
2.1. Эффекты поляризации фотонной мишени при рождении электронов с параметрами угловой асимметрии /30 = -1, 0
2.2. Физические основы метода фотоэлектронной диагностики пучка (ФЭДП) отрицательных ионов высокой энергии
2.3. Многофункциональные устройства для невозмущающей ФЭДП

в области высоких и средних энергий отрицательных ионов
2.4. Анализ влияния тока пучка отрицательных ионов на его диагностику по электронам обдирки
2.5. Диагностика пучка высокоэнергетических ионов по электронам фотообдирки быстрых нейтральных частиц после внутренней корпускулярной мишени
2.6. Детектор пространственного распределения импульсного потока быстрых электронов для диагностических устройств сильноточного пучка ионов
2.7. Метод и устройство для невозмущающей диагностики сильноточного пучка нейтральных частиц низкой энергии по электронам фотоионизации
Глава 3. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД НЕВОЗМУЩАЮЩЕЙ ДИАГНОСТИКИ ПУЧКА ИОНОВ
3.1. Физические основы корреляционного метода невозмущающей диагностики пучка
3.2. Основные элементы диагностического устройства
3.3. Устройство для корреляционного измерения параметров пучка
в источнике на примере ионов Н~
Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КОРПУСКУЛЯРНЫХ МИШЕНЕЙ ДЛЯ НЕВОЗМУЩАЮЩЕЙ ДИАГНОСТИКИ ПУЧКА ИОНОВ Н~ И ВЧ
УСКОРЯЮЩИХ СТРУКТУР ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ
4.1. Изучение природы светового излучения внутренних газовых мишеней и контроль по нему параметров пучка ионов Н~
4.2. Особенности излучения Не, Н% и N2 при взаимодействии

круглых пучков и реальных угловых распределений потоков ионов Н~ и атомов Н°. Это же относится и к экспериментальному значению С0 для калиевой мишени, полученному в работе [33] при энергии ионов Ен-= 5,14 МэВ и ленточной геометрии эксперимента. Данное различие результатов подчеркивает важность выбора правильной методики обработки исходного материала в подобного рода экспериментах. Для демонстрации этого на рис.10 приведена зависимость 2 (Са ос Ъ#°!43), полученная при обработке того же, как и для зависимости 1, экспериментального материала по простейшей формуле (1.10), не учитывающей ленточную геометрию эксперимента и угловые распределения частиц. Следует отметить, что в пределах ошибки измерений полученные значения С0(Ен-) практически не зависят от толщины используемых газовых мишеней, вплоть до величины соответствующей максимальной Н~ —+ Н° обдирке. При этом немного меняется только форма распределений при 0 > Д/2 (значения 1(9) возрастают с увеличением толщины мишени).
Хорошее согласие полученных экспериментальных результатов с теорией (см. 1 и 4 на рис. 10) позволяет использовать зависимость С70(Дй_) = 3 1СГ2/уДЦ/ДэВ] для оценок точности определения углового распределения ионов Н~ в пучке по атомам Н° в области более высоких энергий Ен- > 300 кэВ. С учетом соотношения между ширинами на полувысоте распределений атомов Н° по энергии и углу АЕ0/Е0 — (2 -9-2,5) 6г0, полученная зависимость С0(Ен-) может быть использована для оценок точности соответствия распределений частиц по энергии. Нижнее значение коэффициента пропорциональности соответствует кинематике двухчастичного распада ионов, а верхнее оценивается из теоретических распределений работы [32]. Кривые 2 и 3 на рис.8 указывают на пренебрежи-мое влияние зондирующей корпускулярной внутренней мишени на поток